德國(guó)VSEVS0.1流量計(jì)規(guī)格同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng):電磁流量計(jì)傳感器得到的測(cè)量信號(hào)很弱,一般為微伏、毫伏級(jí)別,要進(jìn)行精確測(cè)量就需要對(duì)其進(jìn)行放大處理。前置放大電路的作用就是把傳感器得到的微弱的流量信號(hào)放大,同時(shí)還可以抑制變送器兩電極對(duì)地之間存在的同相干擾。前面提到放大電路輸入阻抗Ri和信號(hào)源內(nèi)阻R5組成分壓電路如圖2.10。 為了降低電磁流量計(jì)信號(hào)源內(nèi)阻的影響,放大電路要采用高輸入阻抗。同時(shí)為了解決供電電源干擾耦合到輸入回路所帶來(lái)的工頻干擾以及勵(lì)磁磁場(chǎng)的交變變化所產(chǎn)生的其它干擾(共模干擾),我們采用差分電路來(lái)減少共模干擾的影響。線路如圖2.11該電路特點(diǎn)是一個(gè)差分電路,只對(duì)兩信號(hào)差值進(jìn)行放大,它的差分能力用抑制比來(lái)表示。兩個(gè)輸入對(duì)地電位相異時(shí)的增益和電位相同時(shí)的增益之比即稱為“抑制比",理想上抑制比可以無(wú)窮大。這樣我們就能用這個(gè)電路測(cè)量傳感器兩個(gè)電極之間的電位,這樣兩電極對(duì)地的干擾電壓(同相干擾)可以在放大時(shí)受到抑制。綜合起來(lái),此電路具有放大放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調(diào)小、溫漂小、線性好和增益穩(wěn)定可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。 電磁流量計(jì)電路由三個(gè)放大器組成A1、A2、R1、R2和RG組成的第一級(jí)放大電路為同相放大電路,該電路實(shí)際是兩電壓跟隨器,它們兩個(gè)反相端由恐相連,具有非常高的輸入阻抗,適合放大微信號(hào);R3、R4、R5、R6和A3組成第二級(jí)基本差動(dòng)放大器,它可以消除第一級(jí)的共模信號(hào),整個(gè)電路通過(guò)對(duì)RG的改變來(lái)調(diào)整放大倍數(shù)。 按照差模和共模輸入的定義,可將VI1和VI2表示為: 令運(yùn)算放大器A1、A2、A3的輸入失調(diào)電壓分別為VI01、VI02、VI03,A1和A2相互失調(diào)電壓為VI0,失調(diào)電流為VI0;其中VI0=VI01-VI02,這樣簡(jiǎn)化得到圖2.12。一.和其它流量計(jì)一樣, 雖然電磁流量計(jì)它的測(cè)量范圍比是30:1, 比渦街流量計(jì)和差壓式流量計(jì)都要高, 但也是有限制的,許多客戶定表時(shí),常常把它和水表相比較,以為可以測(cè)量很低的流速,一般情況下,它只能測(cè)0.1m/s.低于此流速電磁流量計(jì)就很難正確測(cè)量.所以定貨初期對(duì)流量范圍比要搞清楚.定貨時(shí)不能按原先管道口徑來(lái)定貨,最好按你實(shí)際流量來(lái)定儀表口徑。二.和其它流量計(jì)一樣,電磁流量計(jì)對(duì)安裝前后直管道也有要求,只不過(guò)比其它類流量計(jì)要求更低,但最關(guān)健一點(diǎn)要滿足:就是滿管, 再滿管.不滿管的情況下容易引起流量計(jì)亂跳:三.和其它流量計(jì)一樣,電磁流量計(jì)也有防護(hù)等級(jí),一般一體式的防護(hù)等級(jí)為IP65,分體式的為IP68(針對(duì)傳感器而言), 如果客戶對(duì)儀表安裝環(huán)境有要求,安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方,建議客戶選用分體式的.以免選錯(cuò)對(duì)儀表造成損害。四.電磁流量計(jì)可以測(cè)腐蝕性液體,但定貨初期客戶要正確提供其它測(cè)量介質(zhì)屬性,以免選型時(shí)對(duì)電極選型上的錯(cuò)誤,導(dǎo)致傳感器在后期使用過(guò)程中報(bào)廢,給客戶帶來(lái)不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。五.電磁流量計(jì)雖說(shuō)可靠性比較好,一般情況下不會(huì)損壞,但由于其原理決定,傳感器電極表面一直和液體接觸,時(shí)間久了,電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計(jì)一般情況下,客戶有條件拆的情況下,建議一年到一年半之間拆出來(lái)清洗一次電極以保證流量計(jì)整機(jī)的測(cè)量精度。任何儀器儀表都是需要“保養(yǎng)”的,電磁流量計(jì)也不例外。六.在主管線是垂直管線時(shí),一般情況下,要求水流是自下而上,盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動(dòng)比較大。安裝除了滿管以外,這點(diǎn)也是很重要的,其次就是前后直管道的距離了。 渦街流量計(jì)與流體密度無(wú)關(guān),在測(cè)流量時(shí),考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對(duì)密度的影響,需不需要進(jìn)行密度、溫度壓力補(bǔ)償,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。(1)測(cè)量介質(zhì)為液體,且流量以質(zhì)量流量表示。由于測(cè)液體流量時(shí),流量指示一般為質(zhì)量或重量流量,漩渦流量計(jì)由漩渦頻率-流速-體流量X密度=質(zhì)量流量,當(dāng)指示值以質(zhì)量流量表示時(shí),刻度系數(shù)中包含密度的因素,所以密度變化對(duì)指示值有影響,必須進(jìn)行密度修正。(2)測(cè)量介質(zhì)為氣體,且以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積表.示。 氣體流量一般習(xí)慣均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積表示,刻度為Nm³/h,但工作時(shí)由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積再折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積。作為一臺(tái)漩渦流量計(jì),一旦折算系數(shù)確定了,那么流體只有處在一個(gè)工作壓力、溫度下流量指示值才準(zhǔn)確,這個(gè)溫度就是設(shè)計(jì)溫度,這個(gè)壓力就是設(shè)計(jì)壓力。一旦工作條件偏離了設(shè)計(jì)值也會(huì)帶來(lái)誤差,所以必須考慮溫度、壓力補(bǔ)償,但不考慮密度補(bǔ)償。(3)測(cè)量介質(zhì)為氣體,且以質(zhì)量流量表示。 對(duì)漩渦流量計(jì),由漩渦頻率→疏速→工作狀態(tài)體積流量→設(shè)計(jì)狀態(tài)體積流量→標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,再乘以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度而得到質(zhì)量流量。 顯然,以質(zhì)量流量表示的漩渦流量計(jì),必須進(jìn)行氣體組成變化帶來(lái)的密度變化的修正,同時(shí)工況變化,又增加一個(gè)由工作狀態(tài)折算到設(shè)計(jì)狀態(tài)的折算系數(shù)。這個(gè)折算系數(shù)是動(dòng)態(tài)的,也就是溫度、壓力補(bǔ)償問(wèn)題。經(jīng)過(guò)以上分析得出以下結(jié)論:(1)無(wú)論測(cè)氣體或液體,若渦街流量計(jì)流量以工作狀態(tài)體積流量表示時(shí),沒(méi)有密度及溫度、壓力補(bǔ)償問(wèn)題。(2)無(wú)論測(cè)氣體、蒸汽或液體流量,以質(zhì)量流量表示時(shí),液體一般溫度變化范圍大,流體密度變化均需進(jìn)行密度修正,對(duì)氣體過(guò)熱蒸汽還需進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。(3)以標(biāo)準(zhǔn)體積流量表示時(shí),流量計(jì)必須進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,無(wú)需進(jìn)行氣體密度補(bǔ)償。1、孔板流量計(jì)包括3部分:①現(xiàn)場(chǎng)取壓部分,包括高級(jí)孔板閥、前后直管段、導(dǎo)壓管;②溫度、壓力、組分補(bǔ)償部分,包括現(xiàn)場(chǎng)用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析儀計(jì)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);③流量計(jì)算部分,指專用流量計(jì)算機(jī)(或計(jì)算儀)所安裝的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)程序。 2、在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí),如圖1所示。 流線將在節(jié)流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)生的壓差愈大,這樣可依據(jù)壓差來(lái):衡量流量的大小。這種計(jì)量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān),例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時(shí),在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。以伯努利方程式和流體流動(dòng)的連續(xù)性方程式為依據(jù),天然氣流量計(jì)算公式是: 根據(jù)氣體易壓縮、密度差異大、受溫度影響大的特點(diǎn),得出天然氣流量計(jì)量的實(shí)用公式是:式中:Qn一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量; Ah一常數(shù),標(biāo)況下為0.008686; ɑ0一特定流量系數(shù); Yre一計(jì)量管內(nèi)壁流量修正系數(shù); bk一孔板流量計(jì)入口邊緣銳利度修正系數(shù); Fr一雷諾數(shù)修正系數(shù);. ε一氣體膨脹系數(shù); d-孔板在20°C下實(shí)測(cè)的開(kāi)孔口徑; Fa一孔板熱膨脹修正系數(shù); Fg一天然氣相對(duì)密度修正系數(shù); Fz一超壓縮系數(shù); Ft一流體流動(dòng)溫度修正系數(shù); P1一孔板上游側(cè)絕對(duì)壓力; hw一氣體流過(guò)孔板時(shí)的差壓。流量計(jì)檢定時(shí)對(duì)檢定用流體的要求1.檢定用流體應(yīng)為單相氣體或液體,充滿試驗(yàn)管道,其流動(dòng)應(yīng)無(wú)漩渦。2.檢定用流體應(yīng)是清潔的,無(wú)可見(jiàn)顆粒、纖維等物質(zhì)當(dāng)檢定用流體為液體時(shí)的要求:(1)其介質(zhì)在管道內(nèi)和流量計(jì)內(nèi)任一點(diǎn)上的壓力應(yīng)高于其飽和蒸氣壓。對(duì)于容易氣化的介質(zhì),在流量計(jì)下游應(yīng)有一定的背壓。推薦背壓為最高檢定溫度下檢定用液體飽和蒸氣壓力的1.25倍(2)液體中不能夾雜氣體,在每次檢定過(guò)程中,液體溫度變化應(yīng)不超過(guò)±0.5℃。(3)液體的黏度應(yīng)盡量與流量計(jì)實(shí)際測(cè)量液體的黏度相一致。如有差異,對(duì)流量計(jì)的影響一般應(yīng)不超過(guò)流量計(jì)最大允許誤差的1/3(4)當(dāng)檢定液體的黏度不能滿足被檢流量計(jì)的要求時(shí),可按其黏度修正公式進(jìn)行黏度修正(5)由于電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電液體。其檢定用液體的電導(dǎo)率應(yīng)在5mS/m(50uS/cm)至500mS/m(5000uS/cm))的范圍內(nèi),或根據(jù)流量計(jì)制造廠給出的技術(shù)指標(biāo)確定。當(dāng)檢定用流體為氣體時(shí)的要求:(1)其介質(zhì)與實(shí)際使用介質(zhì)的密度、黏度等物理參數(shù)相接近(2)氣體中應(yīng)無(wú)游離水或油等雜質(zhì)存在,粉塵等固體物的粒徑應(yīng)小于5um。(3)每一次檢定過(guò)程中,介質(zhì)的溫度變化應(yīng)不超過(guò)±0.5℃~±1℃。其壓力波動(dòng)應(yīng)不超過(guò)±0.5%。當(dāng)檢定用氣體為天然氣時(shí)的要求:(1)天然氣氣質(zhì)應(yīng)符合GB17820-2012Z類氣的要求。天然氣的相對(duì)密度為0.55~0.80。(2)在檢定過(guò)程中,氣體的組分應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定.天然氣取樣按GB/T13609-2012執(zhí)行,天然氣組分分析按GB/T13610-2003執(zhí)行??装辶髁坑?jì)是利用流體的動(dòng)靜壓能轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行流量測(cè)量的,這一-差壓與流體流量存在如下關(guān)系: 式中:qm為質(zhì)量流量,kg/h;qv為工況條件下的體積流量,m³/h;x為流量系數(shù);e為流束膨脹系數(shù);△e為差壓,Pa;Q為工況條件下被測(cè)流體的密度,kg/m³;d為工況條件下的節(jié)流開(kāi)孔直徑,mm。由(1)式和(2)式可以看出,被測(cè)流體的流量是流體的密度和孔板前后差壓的函數(shù)。當(dāng)測(cè)得某一差壓時(shí),由于所測(cè)流體的密度不同,所代表的流量是不同的,只有當(dāng)流體的密度值等于孔板流量計(jì)設(shè)計(jì)條件中的密度值時(shí),差壓才能真實(shí)反映所測(cè)的流量。蒸汽從發(fā)生到使用,由于熱損耗,溫度和壓力的下降是不可避免的,導(dǎo)致其密度與設(shè)計(jì)值的差異,從而產(chǎn)生了誤差,并且隨著蒸汽參數(shù)的波動(dòng)而波動(dòng),實(shí)際測(cè)量時(shí)只能通過(guò)溫壓補(bǔ)償來(lái)修正,補(bǔ)償公式的嚴(yán)謹(jǐn)性直接影響測(cè)量誤差。1、電磁流量計(jì)傳感器外殼未接地出現(xiàn)的誤差。一般情況下,傳感器都是在金屬管道上進(jìn)行安裝,并且金屬管道都是在地下,很多人因此認(rèn)為對(duì)于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是,這么操作卻是忽略了兩個(gè)重要問(wèn)題:一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理,金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開(kāi),所以造成了傳感器的接地電阻大大增加,影響了流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果,進(jìn)而形成了誤差。另外,由于電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)一般均為幾毫伏左右,這也容易造成雜散電流對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。 2、干擾環(huán)境下的輸出信號(hào)誤差分析。對(duì)于一般的電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō),傳感器即電極與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜應(yīng)做到盡可能短。因?yàn)閭魉托盘?hào)的電纜過(guò)長(zhǎng),電纜本身的分布電容造成的負(fù)載效應(yīng)就會(huì)引起較大的測(cè)量誤差,同時(shí)也對(duì)信號(hào)受到干擾的幾率大大增加。在測(cè)量時(shí),還要注意到走線方面,務(wù)必做到信號(hào)線與電源線分開(kāi)走線,這樣就能防止產(chǎn)生“寄生電容”的干擾。目前很多場(chǎng)合已經(jīng)用上了數(shù)字輸出儀表,以求獲得最為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。 3、強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下的誤差分析。流量計(jì)工作環(huán)境方面,要注意盡可能地與強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備的距離遠(yuǎn)一些。由于電磁流量計(jì)在接地后,其周邊的附近如果也有一些其他的強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備也在接地,會(huì)造成流量計(jì)產(chǎn)生接地壓降,使電磁流量計(jì)接地電位變化,進(jìn)而對(duì)測(cè)量結(jié)果形成誤差。另外,流量計(jì)如果是在非常強(qiáng)的磁場(chǎng)下工作,比如變壓器等強(qiáng)電磁設(shè)備附近使用,周邊磁場(chǎng)環(huán)境的強(qiáng)度超過(guò)電磁流量計(jì)電磁兼容的幅度時(shí),會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。通常對(duì)電磁流量計(jì)傳感器進(jìn)行分析時(shí)將側(cè)壁上的兩個(gè)電極看做點(diǎn)電極,但實(shí)際上它也是有一定的尺寸,兩個(gè)電極與被測(cè)液體接觸時(shí)有一定的電阻,這就是信號(hào)源的內(nèi)阻。信號(hào)源內(nèi)阻和放大電路輸入阻抗共同組成分壓電路,為了減少傳感器信號(hào)電壓損失,需要放大電路的輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)源內(nèi)阻,這樣才能最大限度減少測(cè)量誤差。 信號(hào)源內(nèi)阻模型如圖2.2。管道側(cè)壁裝有一對(duì)點(diǎn)電極,電極為圓柱形,電磁流量計(jì)直徑為d,兩電極間距為D,即管道內(nèi)徑,被測(cè)液體電導(dǎo)率為σ。假設(shè)管道足夠長(zhǎng),電極與被測(cè)液體的阻抗用圓板電極與半無(wú)線寬流體接觸的模型計(jì)算。電極與被測(cè)液體1/2dσ, 由于管道直徑遠(yuǎn)大于電極直徑,信號(hào)源內(nèi)阻為兩電極與被測(cè)液體的接觸電阻之和即1/dσ??梢?jiàn)電極大小與被測(cè)液體電導(dǎo)率決定了信號(hào)源內(nèi)阻。通常被測(cè)液體電導(dǎo)率從10S/m到10-6S/m,電極大小為cm級(jí),這樣信號(hào)源內(nèi)阻從十幾歐到幾百兆歐。1.機(jī)械干擾 在旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的運(yùn)行過(guò)程中,機(jī)械干擾的存在會(huì)影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,在實(shí)際的計(jì)量過(guò)程中,如果旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的使用過(guò)程中受到了劇烈的機(jī)械振動(dòng)或者沖擊,其內(nèi)部的電氣元件會(huì)出現(xiàn)受到影響,出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)與變形情況。在一些油田工程中,應(yīng)用旋進(jìn)漩渦流量計(jì)時(shí),這種儀表多是安裝在室內(nèi)的,這種使用環(huán)境使得其在具體的應(yīng)用過(guò)程中,機(jī)械干擾的情況難以避免,甚至有時(shí)還存在著聲波干擾、地面振動(dòng)干擾等現(xiàn)象,這一系列的干擾都將會(huì)影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。2.紫外線的傷害 由于旋進(jìn)漩渦流量計(jì)多處于室外露天環(huán)境下,這種運(yùn)行與使用環(huán)境就導(dǎo)致在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,極易受到外部環(huán)境因素的影響,儀表的屏幕顯示難以正常進(jìn)行,常常存在讀數(shù)不清晰、顯示不全的問(wèn)題。3.感應(yīng)探頭易損壞 旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的使用過(guò)程中,感應(yīng)探頭是其中的主要元件,在實(shí)際的使用過(guò)程中,在一定的條件下,受到各種內(nèi)外部因素的干擾,常常會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)探頭損壞的情況,比如,在大井節(jié)流器失效、開(kāi)鏡過(guò)程中氣流量中雜質(zhì)含量較高的情況下,探頭極易被損壞,引發(fā)計(jì)量異常。電磁流量計(jì)在設(shè)定狀態(tài)下(如何進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)請(qǐng)參照前述操作),用▲或▼鍵上下翻屏查找,直到屏幕出現(xiàn)空管報(bào)警允許字樣,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管報(bào)警允許設(shè)置,用▲鍵在允許、禁止選項(xiàng)中選擇允許按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)用▲鍵選擇空管報(bào)警閾值設(shè)置,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管報(bào)警閾值設(shè)置,輸入空管報(bào)警閾值,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn),按▲鍵選擇空管量程修正設(shè)置,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管量程修正設(shè)置,輸入空管量程修正值,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)返回。若按右鍵確認(rèn)鍵不放持續(xù)3秒鐘則直接返回到顯示狀態(tài),若要繼續(xù)設(shè)定其它參數(shù)按▲鍵。注①當(dāng)儀表檢測(cè)空管狀態(tài),此時(shí)又設(shè)置為空管報(bào)警允許則會(huì)將儀表輸出和顯示全部置為0②空管報(bào)警閾值設(shè)置是選擇空管報(bào)警靈敏度范圍的,最大閾值可設(shè)為999.9%超過(guò)該值意味著空管③空管量程修正是為測(cè)量相對(duì)電導(dǎo)率而用的,在傳感器充滿液體情況下,修正系數(shù)使電導(dǎo)比為一個(gè)確定值,該值范圍為0~3.999例如,被測(cè)液體是水,其電導(dǎo)率約為100us/cm,修正系數(shù)可設(shè)為1空管報(bào)警閾值設(shè)置小于999.9%;當(dāng)被測(cè)液體為酸堿鹽其電導(dǎo)率大于100us/cm修正系數(shù)可設(shè)為小于1空管報(bào)警閾值設(shè)置小于999.9%,當(dāng)被測(cè)液體電導(dǎo)率小于水的電導(dǎo)率時(shí),修正系數(shù)可設(shè)為大于1空管報(bào)警閾值設(shè)置小于999.9%;這樣才不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警。假若出現(xiàn)誤報(bào)警可參照上述重新設(shè)置修正系數(shù)和空管報(bào)警閾值④報(bào)警提示:分體式電磁流量計(jì)在顯示屏中間用空管字樣表示,一體式在顯示屏右上角用!表示。⑤若對(duì)空管量程修值和空管報(bào)警閾值不清楚最好選擇空管報(bào)警關(guān)閉。1.渦輪流量計(jì)的始動(dòng)流量值qvmin很大程度上取決于軸和葉輪前后軸承間的機(jī)械摩擦阻力矩7b,而它是由軸承與軸的微小間隙內(nèi)流體與固體壁面的粘性摩擦引起的,且內(nèi)部流體可認(rèn)為始終處于層流狀態(tài)。Tb越小,qvmin也越小,因此為了使渦輪流量傳感器在小流量測(cè)量范圍內(nèi)能夠體現(xiàn)良好測(cè)量性能,最重要的是要減少軸和軸承之間的機(jī)械摩擦。2.流體介質(zhì)密度ρ與qvmin值成反比,ρ越大,則qvmin越小。液體密度受溫度影響不大,相比之下溫度的變化會(huì)較大程度改變氣體密度,所以測(cè)量氣體時(shí)要留意溫度因素,以防引起傳感器特性曲線的變化。3.同樣條件下,葉片安裝角β越大,則qvmin越小。 當(dāng)被測(cè)流體流量大于qvmin后,流量繼續(xù)增加會(huì)使葉輪旋轉(zhuǎn)角速度加快,此時(shí)流體因素阻力矩與機(jī)械摩擦阻力矩相比占據(jù)主要地位,故可認(rèn)為T(mén)b=0。由于流體流動(dòng)狀態(tài)不盡相同,而渦輪流量計(jì)傳感器實(shí)際的特性曲線受流體流動(dòng)狀態(tài)影響.德國(guó)VSEVS0.1流量計(jì)規(guī)格通常對(duì)電磁流量計(jì)傳感器進(jìn)行分析時(shí)將側(cè)壁上的兩個(gè)電極看做點(diǎn)電極,但實(shí)際上它也是有一定的尺寸,兩個(gè)電極與被測(cè)液體接觸時(shí)有一定的電阻,這就是信號(hào)源的內(nèi)阻。信號(hào)源內(nèi)阻和放大電路輸入阻抗共同組成分壓電路,為了減少傳感器信號(hào)電壓損失,需要放大電路的輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)源內(nèi)阻,這樣才能最大限度減少測(cè)量誤差。 信號(hào)源內(nèi)阻模型如圖2.2。管道側(cè)壁裝有一對(duì)點(diǎn)電極,電極為圓柱形,電磁流量計(jì)直徑為d,兩電極間距為D,即管道內(nèi)徑,被測(cè)液體電導(dǎo)率為σ。假設(shè)管道足夠長(zhǎng),電極與被測(cè)液體的阻抗用圓板電極與半無(wú)線寬流體接觸的模型計(jì)算。電極與被測(cè)液體1/2dσ, 由于管道直徑遠(yuǎn)大于電極直徑,信號(hào)源內(nèi)阻為兩電極與被測(cè)液體的接觸電阻之和即1/dσ。可見(jiàn)電極大小與被測(cè)液體電導(dǎo)率決定了信號(hào)源內(nèi)阻。通常被測(cè)液體電導(dǎo)率從10S/m到10-6S/m,電極大小為cm級(jí),這樣信號(hào)源內(nèi)阻從十幾歐到幾百兆歐。渦街流量計(jì)利用伴隨漩渦分離的物理效應(yīng),可以采用熱敏、力敏元件或通過(guò)光、聲調(diào)制方法等來(lái)檢測(cè)漩渦分離頻率.至今用于檢測(cè)分離頻率的方法和采用的元件是多種多樣的,歸納起來(lái)有以下幾種典型方法:(1)熱敏元件檢測(cè)方法漩渦分離產(chǎn)生的交變環(huán)流所引起的整體表面速度脈動(dòng)或者交變橫向流的頻率,用加熱的金屬絲、熱敏電阻器等進(jìn)行檢測(cè).(2)力敏元件檢測(cè)方法漩渦分離造成的交變差壓、交變升力或者交變升力引起的機(jī)械振動(dòng),用差動(dòng)電容、電阻應(yīng)變片、壓電晶體、壓電陶瓷等檢測(cè).(3)電磁傳感器檢測(cè)方法漩渦的分離所引起的膜片或者梭球等的往復(fù)振動(dòng)的頻率,用電磁傳感器檢測(cè).(4)聲、光信號(hào)調(diào)制檢測(cè)方法利用聲束光束通過(guò)渦街時(shí)受到漩渦的調(diào)制,由接收聲強(qiáng)光強(qiáng)或相位的脈動(dòng)頻率得到漩渦分離頻率. 由于渦街流量計(jì)是利用流體自身的規(guī)則振蕩來(lái)計(jì)量流量的,因而對(duì)流體的速度分向及流動(dòng)噪聲,比較敏感,因此在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)管道安裝狀況要求較高.對(duì)L游不同形式的阻力件必須配置足夠長(zhǎng)的滿足不同要求的直管段,以保證儀:菱的測(cè)量精度.表l給出了不同形式阻力件禍街流量計(jì)上游最短直管段. 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于場(chǎng)地限制,有時(shí)不能提供足夠長(zhǎng)的直管段,為保證渦街流量計(jì)的準(zhǔn)確測(cè)量,縮短直管段長(zhǎng)度,可在上游阻力件和儀表之間裝設(shè)整流器,使得不利于測(cè)量的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行整理、疏導(dǎo)消除流場(chǎng)的畸變和附加漩.在應(yīng)用中要求渦街流量計(jì)與管道法蘭連接使用的密封墊圈,不能突出管道內(nèi),以免造成測(cè)量誤差.壓電晶體的靈敏度高、體積小、線性范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、壽命長(zhǎng).因此,我們研究的智能渦街流量計(jì)系統(tǒng)采用力敏元件(壓電晶體)來(lái)檢測(cè)漩渦的頻率.1.差壓管路堵塞,疏通差壓管路;2.差壓計(jì)故障,檢查差壓計(jì);3.差壓變送器示值明顯偏離,應(yīng)檢查尺示值;4.節(jié)流元件安裝方向有誤,重新安裝節(jié)流元件;5.被測(cè)介質(zhì)工況參數(shù)與設(shè)計(jì)節(jié)流裝置時(shí)采用的參數(shù)不一致,按相關(guān)公式修正,必要時(shí)應(yīng)重新計(jì)算差壓值;6.孔板流量計(jì)前后直管段長(zhǎng)度不夠,應(yīng)調(diào)整直管段長(zhǎng)度;7.直管段內(nèi)徑超差,實(shí)測(cè)直管段內(nèi)徑,重新計(jì)算最大流量;8.節(jié)流孔徑超差,實(shí)測(cè)節(jié)流孔徑,重新計(jì)算最大流量;9.節(jié)流元件變形,更換節(jié)流元件;10.節(jié)流元件上有附著物,清洗更換節(jié)流元件;11.孔板的尖銳一側(cè)應(yīng)該迎向流體流向?yàn)槿肟诙?,呈喇叭形的一?cè)為出口端。如果裝反了,顯示將會(huì)偏小很多 。 解決辦法:檢查孔板安裝方向,正確安裝孔板。12.孔板的入口邊緣磨損,如果孔板使用時(shí)間較長(zhǎng),特別是在被測(cè)介質(zhì)夾雜固體顆粒等雜物情況下,都會(huì)造成孔板的幾何形狀和尺寸的變化,如果造成開(kāi)孔變大或開(kāi)孔邊緣變鈍,測(cè)量壓差就會(huì)變小,流量顯示就會(huì)偏低?! 〗鉀Q辦法:對(duì)孔板進(jìn)行重新加工。13.變送器零點(diǎn)漂移:如果使用時(shí)間較長(zhǎng),變送器的零點(diǎn)可能會(huì)發(fā)生漂移,如果是負(fù)漂移,顯示壓差將會(huì)減小,顯示的流量也會(huì)減小?! 〗鉀Q辦法:對(duì)變送器的零點(diǎn)進(jìn)行校正。14.上下游直管段長(zhǎng)度不夠,上下游直管段如果不夠長(zhǎng),氣體將得不到充分發(fā)展,會(huì)使計(jì)量結(jié)果造成較大誤差,如果上游在規(guī)定直管段內(nèi)存在多個(gè)彎頭,將使計(jì)量結(jié)果偏低。 解決辦法:改造蒸汽管道,是上下游直管段長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)定要求。在節(jié)流裝置前加整流器。15.差壓變送器的三閥組漏氣,如果三閥組中的高壓閥貨平衡閥漏氣,將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量差壓值減小,測(cè)量結(jié)果就會(huì)偏低。 解決辦法:如果三閥組中的高壓閥門(mén)漏氣,將該閥門(mén)進(jìn)行緊固,必要時(shí)進(jìn)行更換,如果三閥組中的平衡閥內(nèi)漏,將該閥門(mén)進(jìn)行緊固,必要時(shí)進(jìn)行更換。1、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的優(yōu)勢(shì)分析1)孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定可靠,節(jié)流裝置運(yùn)行穩(wěn)定安全,整體使用壽命較長(zhǎng),且成本較為低廉,綜合效益優(yōu)勢(shì)突出,校驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量合格。2)孔板流量計(jì)能夠使區(qū)域性液體流動(dòng)速度增加,降低靜壓力標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)生壓差,通過(guò)對(duì)壓差進(jìn)行測(cè)量的方式來(lái)評(píng)估待測(cè)定區(qū)域內(nèi)流體流量的大小,故而測(cè)量精度較高,誤差小。3)孔板流量計(jì)生產(chǎn)制造過(guò)程當(dāng)中的相關(guān)檢測(cè)件以及差壓顯示儀表能夠由不同的生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn)制造與供貨,具有專業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)的價(jià)值與潛力。4)由于孔板流量計(jì)在作用于天然氣計(jì)量的過(guò)程當(dāng)中,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件為全世界通用,且有大量的國(guó)家、國(guó)際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為支持,實(shí)際應(yīng)用中不需要進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn),操作步驟簡(jiǎn)單,質(zhì)量控制可靠,且數(shù)據(jù)精度有所保障。2、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的誤差消除1)要求從設(shè)計(jì)安裝的角度入手,重視對(duì)孔板流量計(jì)作業(yè)質(zhì)量的嚴(yán)格控制。當(dāng)前我國(guó)存在大量標(biāo)準(zhǔn)的孔板流量計(jì)安裝操作規(guī)范,當(dāng)中對(duì)孔板流量計(jì)在安裝過(guò)程當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)、精確的規(guī)定。同時(shí),安裝期間還要求根據(jù)孔板前阻力件的結(jié)構(gòu)形式,對(duì)應(yīng)配置長(zhǎng)度符合要求的直管段,工程實(shí)踐中同時(shí)要求,直管段長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)挖制在≥30d單位以上。若受客觀環(huán)境條件影響,無(wú)法滿足這一一要求,則需要在直管段上通過(guò)增設(shè)整流器裝置的方式縮短安裝長(zhǎng)度。安裝期間,還要求對(duì)孔板流量計(jì)入口端相對(duì)于管道線的方位進(jìn)行控制,垂直角度90.0°進(jìn)行控制,偏差應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在±1.0°范圍之內(nèi)。2)要求從應(yīng)用維護(hù)的角度入手,重視對(duì)脈動(dòng)流的消除與控制。為了最大限度的消除孔板流量計(jì)作業(yè)期間的脈動(dòng)流,需要將天然氣當(dāng)中的水分最大限度的從管線中脫出出來(lái),具體的技 術(shù)措施為:管道低處安裝分液器,消除管線內(nèi)部所累積的積液。與此同時(shí),還需要在確保孔板流量計(jì)自身計(jì)量性能的基礎(chǔ)之上,合理控制測(cè)量管道內(nèi)部?jī)?nèi)徑參數(shù),同時(shí)合理提高管道差壓取值標(biāo)準(zhǔn)。除此以外,還可以在測(cè)量點(diǎn)以前的入口端增設(shè)調(diào)壓閥部件,使孔板流量計(jì)計(jì)量期間的輸出壓力能夠取值比較穩(wěn)定。相同類型的方法還有:將緩沖罐加裝在測(cè)量管道以前位置,使氣體能量能夠得到及時(shí)的儲(chǔ)存與釋放,達(dá)到對(duì)抗差壓波動(dòng)的目的,避免天然氣計(jì)量作業(yè)期間,脈動(dòng)現(xiàn)象對(duì)計(jì)量精度所產(chǎn)生的不良影響。德國(guó)VSEVS0.1流量計(jì)規(guī)格根據(jù)高含水原油這一特殊介質(zhì)及其使用環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)早期廣泛應(yīng)用于注水、注聚等計(jì)量中的電磁流量計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)。(1)對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行綜合分析,認(rèn)為高含水原油的計(jì)量場(chǎng)所是油氣密集的地方,需要對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理才能滿足工作需要。根據(jù)傳感器的特點(diǎn)及其使用環(huán)境的要求,選用了傳感器的復(fù)合防爆型式,即澆封隔爆型,防爆標(biāo)志為mdIIBT4.關(guān)鍵技術(shù)是傳感器主體結(jié)構(gòu)采用了澆封工藝技術(shù)、接線盒采用了隔爆外殼。接線盒的隔爆接合面為螺紋隔爆接合面,引人裝置采用密封圈壓緊螺母式,產(chǎn)品通過(guò)了國(guó)家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的5項(xiàng)試驗(yàn)。(2)提高轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗,保證流量計(jì)的測(cè)量精度。對(duì)電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō),傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)只有幾毫伏,如要進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,要求轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器的內(nèi)阻,才能保證儀表的精度。電磁流量傳感器的內(nèi)阻僅與被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率和電極直徑有關(guān)。高含水油的電導(dǎo)率隨含水情況有所變化,因此,采用了專用前置放大器,相應(yīng)地提高了轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗,保證了測(cè)量精度。(3)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)智能化。智能電磁流量計(jì)采用了自動(dòng)跟蹤式勵(lì)磁控制和智能反饋式信號(hào)放大處理技術(shù),使用了多CPU協(xié)同信息處理的方法,使儀表在功能上具有了支持各種傳感器匹配與校驗(yàn)、數(shù)字與模擬的系統(tǒng)連接、自診斷和安裝調(diào)試測(cè)試、斷電信息保護(hù)、在線信息查詢、軟件沖擊自動(dòng)恢復(fù)、多單位多形式的計(jì)量顯示選擇等全方位的智能化功能,操作使用十分方便。(4)改進(jìn)型電磁流量計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)。①適應(yīng)的場(chǎng)所:轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站的高含水油計(jì)量,因?yàn)檫@些場(chǎng)所的高含水油經(jīng)過(guò)油氣分離,流態(tài)比較穩(wěn).定,含水波動(dòng)較小,計(jì)量精度能夠保證;②被測(cè)介質(zhì)的含水率:>80%;③工作壓力:≤2.5MPa;.④被測(cè)介質(zhì)溫度:≤100℃;⑤傳感器襯里:可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度選擇不同的襯里。高含水油的溫度一般在50~70℃,選擇耐油橡膠襯里可滿足計(jì)量要求;⑥口徑依據(jù)被測(cè)液量的滿量程流量來(lái)選擇。電磁流量計(jì)的流速下限為0.5m/s。一般流量測(cè)量以2m/s為經(jīng)濟(jì)流速,而在高含水油測(cè)量時(shí),流體的流速要求偏高一些,一般3~4m/s,這樣可以避免低流速時(shí)原油附著于測(cè)量管壁及電極上,保證正常計(jì)量。.
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